Energieeffiziente Deckenheizungen in Hallen und Büros

Das Verständnis der Funktionen und Arbeitsweise einer Strahlungsheizung ist wichtig, um ihre Effizienz einordnen zu können. Das Prinzip dahinter ist bestens bewährt.

Die von warmem Wasser durchströmten Platten der Deckenheizung übertragen die erzeugte Strahlungswärme effektiv in den Raum. Es gibt auch andere Varianten solcher Flächenheizungen, wie etwa die Fußbodenheizung oder die Industrieflächenheizung, die nach dem gleichen Prinzip funktionieren.

Ihre Wärme erhalten die Deckenstrahlplatten aus dem Heizkreis einer Warmwasserheizung. Generell strahlt die Wärme in alle Richtungen ab, durch die Montage an der Decke mit rückseitiger Wärmedämmung jedoch direkt gerichtet in die Anforderungszone der Halle oder des Industriegebäudes nach unten. Vergleichbar mit der Wärme der Sonne erwärmt sie Bauteile, Gegenstände und Personen im Raum auf der Basis infraroter Wärmestrahlung und nicht die Luft.

Das Prinzip der Strahlungsheizung an der Decke bietet für Nutzer und Betreiber einige Vorteile - Behaglichkeit, Hygiene und Energieeffizienz.

Die Heizflächen strahlen die Wärme fast ausschließlich nach unten ab. Durch ihre große Fläche verteilt sich die Wärmestrahlung gleichmäßig im gesamten Raum und wirkt wie eine natürliche Wärmequelle. Es geht nur wenig Wärme verloren. Diese Art Heizung erzeugt keine Luftströmung, die Zugluft verursachen würde.

Im Vergleich zu manch anderem Heizsystem treten nur geringe Temperaturunterschiede über die Höhe auf. Die Montage unter der Hallen- oder Raumdecke macht die Nutzung flexibel. Der Bodenbelag oder größere Gegenstände, die auf dem Boden stehen, beeinträchtigen die Verteilung der Wärme nicht, ebenfalls ist die Installation beispielsweise von Regalen oder Maschinen daher sehr flexibel.

Die von Personen, die sich im Raum unter einer Deckenstrahlheizung aufhalten, gefühlte Temperatur ist höher als die tatsächliche, am Quecksilberthermometer gemessene Lufttemperatur. Dadurch können Planer für die Heizung eine geringere Vorlauftemperatur vorsehen und die Raumlufttemperatur reduzieren. Die Behaglichkeit wird davon nicht beeinflusst. Gebäude mit einer Deckenheizung haben in der Regel einen deutlich geringeren Wärmebedarf als vergleichbare Gebäude mit einer direkten Lufterwärmung bzw. konvektiven Wärmeabgabe. Das spart erhebliche Kosten: bis zu 50 % weniger Energieverbrauch gegenüber Altsystemen sind möglich.

Ein weiterer Vorteil ist die schnelle Reaktionszeit einer wassergeführten Deckenheizung. Die gewünschte Temperatur ist, beispielsweise nach einem Wochenende, schnell wieder erreicht. Bei Sonneneinstrahlung kann die Heizung sogar kurzzeitig heruntergeregelt werden, damit sich Raum oder Halle nicht unnötig aufheizen.

Die Deckenheizung kann nicht nur mit klassischen Erdgas-Brennwertkesseln betrieben werden oder ihre Wärme aus einem Fernwärmenetz entnehmen. Der Betrieb mit Wärmepumpen ist Stand der Technik - mit Umweltwärme aus der Außenluft oder aus dem Erdreich als Wärmequelle. Diese erreichen durch die geringen Vorlauftemperaturen eine hohe Effizienz, sprich Jahresarbeitszahl. Eine solche Kombination von Deckenstrahlplatten mit Wärmepumpen erschließt auch eine weitere Funktion – die Kühlung des Raums über die Deckenstrahlplatten.

Auch die Nutzung von erneuerbaren Energien mit Pellets, Holzhackschnitzeln, Solarthermie oder Abwärme ist für eine nachhaltige und klimafreundliche Heizung möglich.

Kombinationen mit unterschiedlichen Wärmeerzeugern und Energiequellen können ebenfalls interessant sein. Besonders effiziente Heizungsarten nutzen weitere Potenziale für die Verbesserung der Energieeffizienz und Reduzierung der CO₂-Emissionen.

Durch ihren niedrigen Bereitstellungsaufwand für Wärme, ihre geringeren Systemtemperaturen und die Nutzung erneuerbaren Energien als Wärmequelle, können Deckenheizungen ein elementarer Bestandteil von Dekarbonisierungsstrategien im Gewerbe- und Industriebau werden.

Wer eine neue Deckenstrahlheizung montieren möchte, kann die bestehende Kesselanlage weiter nutzen, sofern sie noch den Anforderungen an die Energieeffizienz genügt. Damit ist ein Austausch alter Hallenheizungen (Lufterhitzer oder ähnliches) ohne einen Wechsel des Wärmeerzeugers möglich.

Eine Montage der neuen Heizungsplatten für die Deckenheizung ist im laufenden Betrieb möglich, es sind keine langen Unterbrechungen im Betriebsablauf erforderlich.

Bauherren und Betreiber von Industrie- und Produktionshallen bevorzugen Deckenstrahlplatten häufig auch aufgrund der umfangreichen Zusatzfunktionen. Die Schallabsorption von Deckenstrahlplatten verbessert den oft als störend empfundenen Nachhall in lauten Räumen. Durch die Integration von effizienten LED-Leuchten wird zum einen die Planung und Montage deutlich vereinfacht und zum anderen wertvoller Platz an der Decke gewonnen. Zur optimalen Führung von Kabeln bietet sich darüber hinaus ein integrierter Medienkanal auf der Deckenstrahlplatte an. Ebenfalls oft genutzt wird die Kühlfunktion von Deckenstrahlplatten, um ein behagliches Raumklima auch im Sommer zu schaffen.

Im Jahr 2016 wurden für den Neubau der Logistikhalle eines PKW-Herstellers 45 Deckenstrahlplatten mit einer Fläche von 345 Quadratmeter eingebaut. Sie decken die Norm-Heizlast von 188 kW bzw. 29 W/qm. .

Eine Besonderheit der verwendeten Heizplatten ist ihr hoher Strahlungsanteil von 81 Prozent bei gleichzeitig minimierter Konvektion. Für eine homogene Temperaturverteilung im Raum wurden die Platten gleichmäßig unter dem Dach verteilt.

Ein Monitoring des Energieverbrauchs sollte Einblick in das reale Verbrauchsverhalten bieten. Die Werte für Vorlauf -, Rücklauf-, Raum-, Außen- und Globetemperatur sowie Volumenstrom wurden von einem Controller/Datenlogger erfasst.

Das Ergebnis zeigt, dass der reale Energieverbrauch im Betrachtungszeitraum, auch bei besonders niedrigen Außentemperaturen, erheblich unterhalb der Norm-Heizlast lag - im Schnitt bei nur einem Drittel. Maximal erreichte die Leistung in der Zeit nach der Nachtabsenkung einen Wert von 50 Prozent der Norm-Heizlast.

Die geplanten Auslegungstemperaturen betrugen auf Wunsch des Bauherrn 80 Grad für Vorlauf und 60 Grad für den Rücklauf bei einer Raumtemperatur von 17 Grad. Bei Außentemperaturen von rund minus 4 Grad betragen die tatsächlichen Vorlauftemperaturen lediglich 46 Grad, sind also deutlich niedriger als geplant. 

Dieses Beispiel der Messwerte aus einem Energiemonitoring zeigt, wieviel Energie mit Deckenstrahlplatten in der Praxis tatsächlich eingespart werden kann.

Ein weiteres Beispiel ist die Sanierung einer alten Sporthalle im hessischen Biebertal. Hier haben die Betreiber eine veraltete Luftheizung gegen eine moderne, vollflächige Deckenstrahlheizung mit sehr hohem Strahlungsanteil und integrierten LED-Leuchtmittel, ausgetauscht. Damit konnten sie gleichzeitig die Heizung, die Hallendecke und die Beleuchtung sanieren.

Der zusätzliche Vorteil der Deckenstrahlheizung: ihre Oberseite erhielt eine zusätzliche Dämmschicht (Kaltdach), um die Wirkung der Heizflächen zu verbessern. Darüber hinaus wurde der Heizkessel getauscht, die Brauchwassererwärmung erneuert und eine drehzahlgeregelte Pumpe eingebaut.

Im Ergebnis haben die Hallenbetreiber mit diesen Maßnahmen den Wärmebedarf um mehr als 50 Prozent und Strombedarf um 60 bis 70 Prozent reduziert. Die Höhe der Einsparungen hat der Landkreis Gießen mit dem Sachgebiet Energiemanagement ermittelt.

Auch dieses Beispiel zeigt, welches Potenzial Deckenstrahlheizungen für die Energieeinsparung in der Sanierung haben.

Deckenheizungen bzw. Deckenstrahlheizungen sind ein wichtiger Baustein in der Reduzierung des Energieverbrauchs von Hallen, Verkaufsräumen und Bürogebäuden. Sie machen geringere Vorlauftemperaturen und den Einsatz unterschiedlicher Wärmequellen möglich. Mit der zusätzlichen Einbindung von LED-Leuchtmitteln in die Paneele leisten sie zudem einen Beitrag zur Reduzierung des Stromverbrauchs. Auch die Kühlung über Deckenstrahlplatten gewinnt zunehmend an Bedeutung.

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